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1、冲裁模具课程设计目 录一、零件工艺性分析1二、 确定冲压工艺方案和模具结构形式12.1 工艺分析12.2 确定零件工艺方案2三、 工艺计算23.1 排样方式的确定及计算23.2排样方式的确定33.3 材料利用率43.4 冲裁力的计算53.5 压力中心的确定53.6 模具工作零件的尺寸计算6四、模具结构设计74.1 模具类型的选择74.2 定位方式的选择94.3 卸料、出件方式的选择94.4 导向方式的选择10五、模具主要零件设计105.1 冲孔凸模105.2 落料凸凹模115.3 落料凹模125.4卸料板135.5卸料螺钉135.6顶件块135.7模架零件和其他零部件14六、总结15致 谢16
2、参考文献17一、零件工艺性分析锁片零件图如图1所示：1. 材料：Q235； 2. 材料厚度：1.0mm； 3. 工件精度：无要求； 4. 生产批量：大批量。 图 1锁片零件图 1.形状：此工件整体形状为圆弧外形、内孔组成，在内孔切六个较小的切口，是对称工件，如图1所示。2.工件图尺寸齐全，无精度要求，选用经济精度IT14级，粗糙度Ra=6.3um。3.该工件材料为Q235碳素结构钢，状态为未退火，抗剪强度为310-380MPa，伸长率为21%25%，屈服强度为235MPa，生产批量较大，年生产批量600万件。4.该工件无悬臂，因此加工冲压程序时不需考虑会造成长臂的断裂及变形等。二、 确定冲压工
3、艺方案和模具结构形式2.1 工艺分析（1） 结构：由图1可知该制件包括；冲孔、落料等工序。 从整体上看主要由冲孔、落料完成。（2） 尺寸精度：该零件尺寸图上所有未标注公差为 IT14 级确定工件尺寸公差，属自由尺寸，因此，尺寸精度要求较低。（3） 合理性：由于该制件要求中批量生产，因此可以初步断定采用复合模具设计，可采用，冲孔、落料复合模具，这样模具结构较简单。（4） 材料采用 Q235 钢。2.2 确定零件工艺方案方案一：采用复合模加工。复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，适合重量生产；方案二：级进模比单工序生产率高，减少了模具和设备数量，便于生产自动化对于孔边距较小
4、的有利，适合大批量生产；方案三：单冲模结构简单，制造成本低，易于加工和模具的维修，适用于小批量或试制件。比较三个方案，第一由于小孔于边缘距离太近，所以不适合连续冲孔，容易变形，适合选用级进模。在生产过程中考虑到落料，优先适合于级进模。所以最后决定用1套级进模冲孔加落料，完成制件。三、 工艺计算3.1 排样方式的确定及计算 在冲压零件的成本中，材料费用约占 60%以上，因此材料的经济利用具有非常重要的意义。冲压件在条料或板料上的布置方法称为排样。排样合理与否不但影响材料的经济利用，还影响到制件的质量、模具的结构与寿命、制件的生产率和模具的成本等技术、经济指标。因此，排样时应考虑如下原则：1.提高
5、材料利用率 (不影响制件使用性能前提下，还可适当改变制件形状)。2.排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全。3.模具结构简单、寿命高。4.保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。根据零件实际情况，采用有废料排样法：如沿制件的全部外形轮廓冲压，在制件之间及制件与条料侧边之间 ，都有工艺余料 (称搭边)存在。因留有搭边，所以制件质量和模具寿命较高，但材料利用率降低。3.2排样方式的确定排样方式概念优缺点及适用范围有废料排样沿零件的全部外形冲压四周有一定的余量。 这样排样材料利用率较低但制件质量和精度均能得到保证，冲模的寿命相应提高，多用于形状复杂制件精度要求较高的制品冲压。少废料排样沿制件部分外形
6、冲压，也就是或只能有一个。 这种排样材料利用率较高，具有一次能冲压多个制件和简化模具结构 降低冲压力等优点。但只能保证一个方向的制件精度。无废料排样在整个冲压过程中只有料头料尾和结构废料。 这种排样材料利用率最高但制件的冲压精度差，多用于冲压精度要求不高，且比较贵重的材料冲压。根据工作特点，采用如图2所示的排样方式，查模具设计指导表3-21确定，搭边值、。查设计资料得，导料板与最宽调料之间的间隙，条料宽度。 图 2 排样图3.3 材料利用率送料步距，一个送料步距内的材料利用率为：式中 -一个步距内制作的实际面积； -条料宽度； -送料步距。选用的铜板，生产个零件，总材料的利用率：。式中 -一张
7、块料所能冲出的制作总件总数； -一个制作的实际面积； -块料宽度； -块料长度。3.4 冲裁力的计算冲裁力是在冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度（凸模行程）而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。该模具预选用刚性卸料，废料与工件向下落下。冲裁力，其中,查表3-3得，则有 所以卸料力顶件力冲压力冲压机的公称压力必须大于或等于冲压力。根据计算结果，冲压设备拟选。3.5 压力中心的确定模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。冲模的压力中心，可按下述原则来
8、确定：（1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。（2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。（3）形状复杂的零件、多凸模的压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心由于本次零件为规则几何体，压力中心在几何中心。3.6 模具工作零件的尺寸计算结合模具结构及工件生产批量，凸、凹模适宜采用配作法加工。未注公差按照,查公差表得工件尺寸及公差为，；查表3-22的，；所有尺寸的磨损系数均为。1. 落料 根据计算原则，落料时以凹模为设计基础。首先确定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件轮廓的最小极限尺寸，再将凹模尺寸减小最小合理间隙即得到凸模尺寸。 落料模
9、的基本尺寸： 对应的凹模尺寸为 对应的凸模尺寸为 对应的凹模尺寸为 对应的凸模尺寸为落料凸模的基本尺寸与落料凹模的基本尺寸相同，同时在技术条件中应用，凸模刃口尺寸与凹模配作，保证间隙在。2. 冲孔根据计算原则，冲孔时以凸模为设计基准，首先确定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸，再将凸模尺寸增大最小合理间隙即得到凹模尺寸。 对应的凸模尺寸为 对应的凹模尺寸为 对应的凸模尺寸为 对应的凹模尺寸为 对应的凸模尺寸为 对应的凹模尺寸为 对应的凸模尺寸为 对应的凹模尺寸为 冲孔凹模的基本尺寸与冲孔凸模的基本尺寸相同，同时在技术条件中应用，凹模刃口尺寸与凸模配作，保证间隙在。四、模具
10、结构设计4.1 模具类型的选择冲裁模的种类繁多，结构各异。根据完成的工序数和工序组合程度可以将冲裁模分为单工序模、复合模和级进模。1. 单工序模单工序模又称简单冲裁模，是指在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具，如落料、冲孔、弯曲、拉深等。单工序模可以由一个凸模和一个凹模组成，也可以由多个凸模和凹模组成。单工序模常用于形状结构比较简单，生产批量比较小或无法采用复合模、级进模生产的制件冲压。单工序模不仅可以生产制件，也可以为后续工序提供半成品，所以应用非常广泛。2. 复合模在压力机的一次行程中，在模具同一工位，同时完成两个或两个以上基本冲裁工序的模具，称为复合冲裁模，简称复合模。复合模分
11、为正、倒装式复合模。正、倒装式复合模的比较：正装式复合模的优点是顶件板、卸料板都是弹性的，材料与冲件同时受到压平的作用，所以比较软、比较薄的制件能达到平整要求，制件的精度也较高。用正装式复合模，在凸凹模的孔内不会积聚冲孔废料，可以减少孔内废料的胀力，有利于减少凸凹模的最小厚壁。倒装式复合模的优点是废料能直接从压力机台面落下，制件则从上模推下，比较容易从工作区域引出，操作方便安全，易于安装送料装置，生产效率高，所以倒装式复合模应用比较广泛。复合模的特点是生产效率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，板料的定位精度要求比级进模低，冲模的轮廓尺寸较小，但复合模结构复杂，制作要求高，成本高，主要用于
12、生产批量大，精度要求高的冲裁件。3. 级进模级进模又称连续模，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，依次在几个不同的位置上，同时完成多道工序。由于级进模工位数较多，因而用级进模冲制零件必须解决条料或带料的准确定位，才有可能保证冲压件的质量。级进模是目前应用比较多的冲模结构，生产效率高，送料方便，安全可靠，已实现自动化生产，但级进模结构尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。综上述比较，本次设计采用正装级进模。4.2 定位方式的选择冲模定位零件的作用是保证所冲裁的板料的正确送进及板料在模具中的正确位置。使用条料作为冲裁材料时，条料在模具中必须保证在两个方向的定位：在
13、与条料送进方向垂直的方向上的定位，目的是保证条料沿正确的方向送进，通常称为送料导向，常用的零件有导料销、导料板、侧压板等。在送料方向上的定位，用来控制条料每次送进的距离，通常称为送料定距，常用的零件有挡料销、侧刃、导正销等。对于块料或工序件的定位，往往也要保证送料导向和送料定距，但是定位零件的结构形式与条料的有所不同，常用的定位零件有定位销、定位板等。本模具设计采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，无侧压装置，控制条料送进步距采用挡料销。4.3 卸料、出件方式的选择1.卸料装置设计卸料装置的作用是将卡在凸模上的冲件或废料卸下。按结构的不同，常用的卸料装置分为刚性卸料装置、弹性卸料装置和废
14、料切刀三种。刚性卸料装置刚性卸料装置一般安装在下模上，其结构简单、卸料力大、卸料可靠，但是板料处于无压料状态，采用刚性卸料装置时，当卸料板仅起卸料作用时，卸料板与凸模的单边间隙一般取，板料薄时取小值，板料厚时取大值。当固定卸料板兼起导板作用时，卸料板与凸模之间一般按配合制造，但卸料板与凸模之间间隙应小于凸凹模之间的冲裁间隙，以保证凸凹模的正确配合。弹压卸料装置弹压卸料板与凸模之间应有合适的间隙，当弹压卸料板无精确导向时，它与凸模之间的单边间隙可取，当卸料板起导向作用时，卸料板与凸模按配合制造，但其间隙应比凸凹模间隙小，此时凸模与固定板以或配合。此外，为了确保卸料可靠，在模具开启状态，卸料板应高出模具工作零件刃口。废料切刀一些单工序模或复合模对块料加工中，块料较大时，如果采用卸料装置进行卸料，则模具成本高，并且效果不是很理想，此时可以采用废料切刀代替卸料装置，即用废料切刀将废料切开而卸料。一般设两个废料切刀。冲件形状复杂的冲模可以用多个废料切刀，甚至可以用弹压卸料装置配合废料切刀进行卸料。2. 出件装置设计出件装置的作用是将卡在凹模中的冲件或废料推出或顶出。向下推出的采用推件装置，一般装在上模上；向上顶出的采用顶件装置，一般装在下模内。因为工件为料厚的的Q235钢,材料相对较软，卸料力也比较小，所
